La découverte de l'ADN le plus ancien du monde bat le record d'un million d'années
De l'ADN vieux de deux millions d'années a été identifié pour la première fois, ouvrant un nouveau chapitre de l'histoire de l'évolution qui va changer la donne.
Des fragments microscopiques d'ADN environnemental ont été découverts dans des sédiments de l'ère glaciaire au nord du Groenland. Grâce à une technologie de pointe, les chercheurs ont découvert que ces fragments sont plus vieux d'un million d'années que le précédent record d'ADN prélevé sur un os de mammouth sibérien.
Reconstruction de la formation de Kap København il y a deux millions d'années, à une époque où la température était nettement plus élevée que celle de l'extrême nord du Groenland aujourd'hui.
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L'ADN ancien a été utilisé pour cartographier un écosystème vieux de deux millions d'années qui a subi des changements climatiques extrêmes. Les chercheurs espèrent que les résultats pourraient aider à prévoir le bilan environnemental à long terme du réchauffement climatique actuel.
La découverte a été faite par une équipe de scientifiques dirigée par le professeur Eske Willerslev et le professeur Kurt H. Kjær. Le professeur Willerslev est membre du St John's College de l'université de Cambridge et directeur du centre de géogénétique de la Fondation Lundbeck à l'université de Copenhague, où est également basé le professeur Kjær, expert en géologie.
Les résultats des 41 échantillons utilisables trouvés cachés dans l'argile et le quartz sont publiés dans Nature.
Le professeur Willerslev a déclaré : "Un nouveau chapitre couvrant un million d'années supplémentaires d'histoire a finalement été ouvert et, pour la première fois, nous pouvons regarder directement l'ADN d'un écosystème passé aussi loin dans le temps...".
"L'ADN peut se dégrader rapidement mais nous avons montré que dans les bonnes circonstances, nous pouvons maintenant remonter plus loin dans le temps que quiconque aurait osé l'imaginer."
Le professeur Kjær a déclaré : "Les anciens échantillons d'ADN ont été trouvés enfouis profondément dans des sédiments qui se sont accumulés pendant 20 000 ans. Les sédiments ont finalement été préservés dans la glace ou le pergélisol et, point crucial, n'ont pas été perturbés par l'homme pendant deux millions d'années."
Les échantillons incomplets, longs de quelques millionièmes de millimètre, ont été prélevés dans la formation de København, un dépôt de sédiments de près de 100 mètres d'épaisseur situé à l'embouchure d'un fjord de l'océan Arctique, à l'extrême nord du Groenland. À l'époque, le climat du Groenland variait entre l'Arctique et le tempéré et était de 10 à 17 °C plus chaud que le Groenland actuel. Les sédiments se sont accumulés mètre par mètre dans une baie peu profonde.
Les scientifiques ont découvert des traces d'animaux, de plantes et de micro-organismes, notamment des rennes, des lièvres, des lemmings, des bouleaux et des peupliers. Les chercheurs ont même découvert que le Mastodon, un mammifère de l'ère glaciaire, a erré jusqu'au Groenland avant de s'éteindre. Auparavant, on pensait que l'aire de répartition de ces animaux ressemblant à des éléphants ne s'étendait pas jusqu'au Groenland depuis ses origines connues en Amérique du Nord et centrale.
Le travail de détective de 40 chercheurs du Danemark, du Royaume-Uni, de France, de Suède, de Norvège, des États-Unis et d'Allemagne a permis de percer les secrets des fragments d'ADN. Le processus a été laborieux : il fallait d'abord déterminer si de l'ADN était caché dans l'argile et le quartz et, si c'était le cas, réussir à le détacher du sédiment pour l'examiner. La réponse, finalement, a été positive. Les chercheurs ont comparé chaque fragment d'ADN avec de vastes bibliothèques d'ADN recueillies auprès d'animaux, de plantes et de micro-organismes actuels. Une image de l'ADN des arbres, des buissons, des oiseaux, des animaux et des micro-organismes a commencé à se dessiner.
Certains fragments d'ADN étaient faciles à classer comme prédécesseurs d'espèces actuelles, d'autres ne pouvaient être reliés qu'au niveau du genre, et certains provenaient d'espèces impossibles à placer dans les bibliothèques d'ADN d'animaux, de plantes et de micro-organismes vivant encore au21e siècle.
Les échantillons vieux de deux millions d'années aident également les universitaires à se faire une idée d'une étape jusqu'alors inconnue de l'évolution de l'ADN d'une série d'espèces existant encore aujourd'hui.
Le professeur Kjær a déclaré : "Les expéditions sont coûteuses et la plupart des échantillons ont été prélevés en 2006, lorsque l'équipe était au Groenland pour un autre projet, et ils ont été stockés depuis.
"Ce n'est que lorsqu'une nouvelle génération d'équipements d'extraction et de séquençage de l'ADN a été mise au point que nous avons pu localiser et identifier des fragments d'ADN extrêmement petits et endommagés dans les échantillons de sédiments. Cela signifie que nous étions enfin en mesure de cartographier un écosystème vieux de deux millions d'années."
Le professeur adjoint Mikkel W. Pedersen, coauteur principal de l'article et également basé au centre de géogénétique de la Fondation Lundbeck, a déclaré : "L'écosystème de Kap København, qui n'a pas d'équivalent actuel, existait à des températures considérablement plus élevées que celles que nous connaissons aujourd'hui - et parce qu'à première vue, le climat semble avoir été similaire à celui que nous attendons sur notre planète à l'avenir en raison du réchauffement climatique.
"L'un des facteurs clés ici est de savoir dans quelle mesure les espèces seront capables de s'adapter au changement des conditions découlant d'une augmentation significative de la température. Les données suggèrent que davantage d'espèces peuvent évoluer et s'adapter à des températures très variables qu'on ne le pensait auparavant. Mais, fait crucial, ces résultats montrent qu'elles ont besoin de temps pour y parvenir. La rapidité du réchauffement climatique actuel signifie que les organismes et les espèces n'ont pas ce temps, de sorte que l'urgence climatique reste une énorme menace pour la biodiversité et le monde - l'extinction est à l'horizon pour certaines espèces, notamment les plantes et les arbres."
En examinant l'ADN ancien de la formation de Kap København, les chercheurs ont également trouvé de l'ADN provenant d'un large éventail de micro-organismes, notamment des bactéries et des champignons, qu'ils continuent à cartographier. Une description détaillée du fonctionnement biologique de l'interaction - entre les animaux, les plantes et les organismes unicellulaires - au sein de l'ancien écosystème du point le plus septentrional du Groenland sera présentée dans un prochain article de recherche.
On espère maintenant que certaines des "astuces" de l'ADN végétal découvert il y a deux millions d'années pourront être utilisées pour aider à rendre certaines espèces menacées plus résistantes au réchauffement climatique.
Le professeur Kjær a déclaré : "Il est possible que le génie génétique puisse imiter la stratégie développée par les plantes et les arbres il y a deux millions d'années pour survivre dans un climat caractérisé par une hausse des températures et empêcher l'extinction de certaines espèces, plantes et arbres. C'est l'une des raisons pour lesquelles cette avancée scientifique est si importante, car elle pourrait révéler comment tenter de contrer l'impact dévastateur du réchauffement climatique."
Les découvertes faites dans la formation Kap København, au Groenland, ont ouvert une toute nouvelle période dans la détection de l'ADN.
Le professeur Willerslev explique : "L'ADN survit généralement mieux dans des conditions froides et sèches telles que celles qui ont prévalu pendant la majeure partie de la période qui a suivi le dépôt du matériel à Kap København. Maintenant que nous avons réussi à extraire l'ADN ancien de l'argile et du quartz, il est possible que l'argile ait préservé l'ADN ancien dans des environnements chauds et humides sur des sites trouvés en Afrique.
"Si nous pouvons commencer à explorer l'ADN ancien dans les grains d'argile d'Afrique, nous pourrons peut-être recueillir des informations révolutionnaires sur l'origine de nombreuses espèces différentes - peut-être même de nouvelles connaissances sur les premiers humains et leurs ancêtres - les possibilités sont infinies."
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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